核子彈原理及結構

核子彈原理及結構

核子彈(Atom bomb)是利用鈾或鈽等容易裂變的重原子核在裂變瞬間釋放巨大能量的原理而發生爆炸的。核子彈由引爆控制系統,高能炸藥,反射層,含有核裝料的核部件,中子源及彈殼所組成。

核子彈(Atom bomb)是一種利用核原理製成的核武器。由美國最先研製成功。具有非常強的破壞力和殺傷力。在爆炸的同時會放出強烈的核輻射,危害生物組織。

目錄

核子彈爆炸原理及其結構

1.核子彈爆炸原理

2.核子彈結構及其裝藥。

核子彈爆炸原理

原子(含電子,質子,中子)-內部結構模型圖原子(含電子,質子,中子)-內部結構模型圖

核子彈是利用鈾和鈽等較容易裂變的重原子核在核裂變瞬間發出巨大能量的原理而發生爆炸的。鈾-235和鈽-239此類重原子核在中子的轟擊後,通常會分裂變成二個中等質量的核,同時再放出2-3箇中子和200兆電子伏特能量。在裂變中放出的中子,一些在裂變系統中損耗了,而一些則繼續進行重核裂變(繼續轟擊重原子核)反應。只要在每一次的核裂變中所裂變出的中子數平均多餘一個(即中子的增值係數大於1),核裂變就可繼續進行。一次一次的反應後,裂變出的中子總數以指數形式增長,而產生的能量也隨之劇增,如果不加控制,這個裂變系統會變為一個激烈的鏈式裂變反應。

在此類重核裂變反應中,系統可在極短時間內釋放出大量的能量。當下一代中子數有二位數時,在不到一微秒時間內,一千克的鈾或鈽中會有2.5x10的24次方原子核發生裂變反應,而在這不到一微秒的時間內,此反應所產生的能量相當於2萬頓TNT當量。這就是核子彈極具破壞性威力的來源。在核子彈實際使用及爆炸中,為了提高爆炸的威力,利用“快中子裂變體系”,需要使用高濃度的裂變物質作為裝藥。,同時藥量必須運運超過臨界質量。使中子的增值係數運運大於一。

核子彈結構及其裝藥。

核子彈是由引爆控制系統,高能炸藥,反射層,含有核裝料的核部件,中子源及彈殼所組成。

高能炸藥

高能炸藥是推動和壓縮反射層以及核裝料的能量來源。

反射層

反射層一般由鈹或鈾-238組成,其作用為反射鏈式反應中射出反應系統的中子,使其回到反應過程中繼續參與鏈式反應。

鈾-238可以反射中子,因其密度較大,可以減緩核裝置在釋放能量過程中的膨脹,使鏈式反應可以維持較長時間。

核裝料

現在能夠大量得到可用於核子彈的裝藥有鈾-233,鈾-235和鈽-239.核裝藥為核子彈引爆的主體,只要它的體積或質量超過一定臨界值,核子彈就會發生爆炸。

參考文獻: “核子彈” 維基百科 自由的百科全書

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